Computer-aided dosage in oral anticoagulation therapy using phenprocoumon

Summary

Oral anticoagulation using vitamin K antagonists has been established for over 50 years. Although it is highly effective in preventing thromboembolic incidents, its therapeutic control still remains problematic. Therefore, a computer-aided approach is recommended for deriving dosages. Up to now, the dosage is often based on the visual inspection of previous INR measurements, average weekly doses, and the INR target range. Statistical variations of measurement results and time-delayed effects of dosages, however, frequently result in the misinterpretation of data and suggest pseudo-trends. Treating physicians are not only responsible for determining the patient-specific maintenance dose, but must also respond to deviating INR values, overdosage or underdosage, initiate the oral anticoagulation therapy, and control the INR level in case of a new target range (bridging). Instructive examples are provided to illustrate the described difficulties.

A computer-aided expert system is currently developed to ensure the therapeutic safety under the specified conditions. We present preliminary results from a study designed to validate mathematical models underlying such expert systems.

Zusammenfassung

Die orale Antikoagulation mit Vitamin-K-Antagonisten ist seit über 50 Jahren etabliert. Obgleich sie zur Verhinderung thromboembolischer Ereignisse effektiv ist, ist ihre Therapiesteuerung problematisch. Ein computergesteuerter Lösungsansatz der Dosierung ist deshalb auch unter Berücksichtigung der demo graphischen Entwicklung wünschens-wert. Bislang orientiert sich die Dosierung an INR-Messwerten, Wochendosen und dem INR-Zielbereich. Statistische Schwankungen von Messergebnissen und zeitverzögerte Auswirkungen von Dosierungen führen jedoch häufig zu Fehlinterpretationen und suggerieren Scheintrends. Neben der Ermittlung der patientenspezifischen Erhaltungsdosis stellen Über- bzw. Unterdosierungen, die Initiierung einer oralen Antikoagulationstherapie und die terminorientierte Überbrückung im Rahmen operativer Eingriffe eine besondere Anforderung für Ärzte dar. Instruktive Beispiele sollen für diese Probleme sensibilisieren. Ein rechnergestütztes Expertensystem liefert Lösungsansätze, um die Therapiesicherheit zu gewährleisten.

Ein solches Expertensystem basiert auf mathematischen Modellen, die den funktionellen Zusammenhang von Dosierung und Antikoagulationsniveau beschreiben. Wir präsentieren erste Ergebnisse einer Studie, mit deren Hilfe geeignete mathematische Modelle identifiziert werden sollen.

Keywords

Oral anticoagulation - phenprocoumon - dosage - computer-aided expert system - mathematical models in anticoagulation therapy

Schlüsselwörter

Orale Antikoagulation - Phenprocoumon - Dosierung - computergestütztes Experten -system - mathematische Modelle in der Antikoagulationstherapie

• References

• 1 Albers GW. Atrial fibrillation and stroke. Three new studies, three remaining questions. Arch Int Med 1994; 154: 1443-1448.
• 2 Anand S, Yusuf S, Xie C. et al. Oral Anticoagulant and antiplatelet therapy and peripheral arterial disease. N Engl J Med 2007; 357: 217-227.
• 3 Bergert FW, Braun M, Conrad D. et al. Hausärztliche Leitlinie Antikoagulation mit Vitamin-K-Antagonisten. Version 1.02 vom 10.01.2007. www.pmvforschungsgruppe.de/pdf/03_publikationen/antikoagulation_ll.pdf
• 4 Berthold W, Miller Th, Walther-Berthold St. Dosisanpassung bei Vitamin-K-Antagonisten; Offene Pilotstudie. Phlebologie 2005; 34: 30-33.
• 5 Cromme L. A linear model for long-term dosage of anticoagulant drugs. PAMM 2003; 3/1: 462-463.
• 6 Fahlberg-List. HEXAL AG. Fachinformation Falithrom. 1995
• 7 Goldinger A. Antikoagulanzien. 1998 wwww.staff. uni-mainz.de/goldinge/cumarine.htm
• 8 Haustein KO, Richter M, Vogel G. Zur Optimierung einer Langzeitbehandlung mit Phenprocoumon. Dt Gesundh-Wesen 1975; 30: 1514-1522.
• 9 Manotti C, Moia M, Palareti G. et al. Effect of computer-aided management on the quality of treatment in anticoagulated patients: a prospective, randomized, multicenter trial of APROAT (Automated Program for Oral Anticoagulant Treatment). Haema tologica 2001; 86: 1060-1070.
• 10 Mohler ER. Atherothrombosis - Wave goodbye to combined anticoagulation and antiplatelet therapy?. N Engl J Med 2007; 357: 293-296.
• 11 Neeser K, Erny-Albrecht K, Völler H, Weber C. Antikoagulation mit oralen Vitamin-K-Antagonisten bei Risikopatienten: klinischer und wirtschaftlicher Nutzen einer adäquaten Prävention. Journal für Kardiologie 2006; 13: 313-320.
• 12 Pasterkamp E, Kruithof CJ, Van der Meer FJ. et al. A model-based algorithm for the monitoring of long-term anticoagulation therapy. J Thromb Haemost 2005; 03: 915-921.
• 13 Semin AM. Developmental hemostasis: relevance to hemostatic problems during childhood. Thromb Haemost 1995; 21: 341-356.
• 14 Torn M, Bollen WL, Van der Meer FJ. et al. Risks of oral anticoagulant therapy with increasing age. Arch Int Med 2005; 165: 1527-1532.
• 15 Ufer M, Kammerer B, Kirchheiner J. et al. Determination of phenprocoumon, warfarin, and their monohydroxylated metabolites in human plasma and urine by liquid chromatography-mass spectrometry after solid-phase extraction. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2004; 809: 217-226.